JP5961199B2

JP5961199B2 - 地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システム

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Publication number: JP5961199B2
Application number: JP2014032714A
Authority: JP
Inventors: 橋本　東光; 東光橋本; 真成橋本
Original assignee: GEO POWER SYSTEM CO.,LTD.
Current assignee: GEO POWER SYSTEM CO.,LTD.
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2016-08-02
Anticipated expiration: 2034-02-24
Also published as: JP2015156820A

Description

本発明は地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システムに関する。

従来より、地中熱を農業用ハウスに利用するシステムが様々に提案されている。例えば、特許文献１は、地中熱など（地中熱に付加する補助熱源としてボイラーなどの使用も可能）により加熱されるヒートパイプで農業用ハウスを構成し、ヒートパイプからの熱でハウス内の空気を暖めて暖房するようにした農業用熱暖房装置を提案している。また、特許文献２は、農業用ハウス内に、太陽熱などで加熱されたハウス内空気を熱源とするヒートポンプを設置すると共に、地中４０〜８０ｃｍ深さに放熱パイプを設置し、前記ヒートポンプからの加熱された温水等を地中の放熱パイプに循環させることにより、土壌を作物の栽培に適した２２℃に加温するようにしたハウス栽培の土壌加湿方法を提案している。

特開２００３−１８５３６７号公報特開２００９−１３６２０３号公報

しかしながら、上記の特許文献１が提案している農業用熱暖房装置は、単に地中熱などを「農業用ハウス内の全体」の暖房をするために利用するという発想に止まっており、地中熱を直接的に（ピンポイント的に）栽培用植物に供給して栽培を効率化し植物の成長を促進させることは全く想定していない。また、上記の特許文献２が提案しているハウス栽培の土壌加湿方法は、単に地中の放熱パイプ中に温水を流通させて前記放熱パイプの近傍の土壌を作物の栽培に適した温度に加温するという発想に止まっており、地中熱を直接的に栽培用植物に供給して栽培を効率化し植物の成長を促進させることは全く想定していない。

本発明はこのような従来技術の問題点に着目して為されたものであって、地中熱をより効率的に植物栽培に利用すること、より具体的には、戸外から取り込んで地中熱と熱交換した空気を直接的に栽培用植物に向けて供給することにより、農業用ハウス内を温度調節のために締め切った状態にしたままでも十分に換気することができ且つ地中熱を利用して農業用ハウス内における栽培用植物の成長の促進又は生育期間の調整を行うことができる、地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システムを提供することを目的とする。

本発明は、農業用ハウス内に配置された、全体として細長い形状の植物配置部であって、栽培用の植物又はこれを収容する容器が配置される板状部分を含む植物配置部と、農業用ハウスの外部又は内部の地中に埋設され、外部から導入した空気を地中熱と熱交換する地中パイプと、前記細長い形状の植物配置部の下方にこれに沿うように配置された供給パイプであって、前記地中パイプからの空気を、自ら（供給パイプ）の内部に導入して流通させながら、自らの側面に形成された複数の通気孔から外部に放出する供給パイプと、前記植物配置部の下方にこれに沿うように配置され、前記供給パイプの周囲を囲むように積層された多数のグリ石から成り、且つ自ら（グリ石層）の上面側が「自らと前記植物配置部との間の空間」に露出しているグリ石層であって、前記供給パイプの各通気孔から放出された空気を、自らの内部において流通させた後に、自らの上面側から「自らと前記植物配置部との間の空間」に直接に放出するグリ石層と、前記グリ石層の上面側から放出された空気が前記植物配置部の前記板状部分の下方に移動し易くなるように設けられたカバーであって、前記グリ石層と前記植物配置部との間の空間の少なくとも前記植物配置部の長手方向に沿う両側面を覆うカバーと、を備え、前記植物配置部の板状部分には、前記板状部分の下方まで移動した前記グリ石層からの空気を、前記板状部分の下方から前記板状部分の上方の植物に供給するための複数の通気穴が形成されている、地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システムである。

また、本発明は、農業用ハウス内に配置された、全体として細長い形状の植物配置部であって、栽培用の植物又はこれを収容する容器が配置される板状部分を含む植物配置部と、農業用ハウスの外部又は内部の地中に埋設され、外部から導入した空気を地中熱と熱交換する地中パイプと、前記細長い形状の植物配置部の下方にこれに沿うように配置された供給パイプであって、前記地中パイプからの空気を、自らの内部に導入して流通させながら、自ら（供給パイプ）の側面に形成された複数の通気孔から外部に放出する供給パイプと、前記植物配置部の下方にこれに沿うように配置され、前記供給パイプの周囲を囲むように積層された多数のグリ石から成り、且つ自ら（グリ石層）の上面側が「自らと前記植物配置部との間の空間」に露出しているグリ石層であって、前記供給パイプの各通気孔から放出された空気を、自らの内部において流通させた後に、自らの上面側から「自らと前記植物配置部との間の空間」に直接に放出するグリ石層と、「前記グリ石層の上面側、前記植物配置部、及び前記植物配置部上に配置された各植物の周囲を含む空間」の少なくとも前記植物配置部の長手方向に沿う両側面側を覆うカバーであって、前記グリ石層の上面側から放出された空気が、前記植物配置部上に配置された植物の周囲まで移動するようにし且つ前記植物の周囲から前記空間の外側には容易に飛散・散逸しないようにするカバーと、を備えたことを特徴とする、地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システムである。

また、本発明において、前記グリ石層は、地面上に設置された仕切板により仕切られた細長い仕切り空間内に多数のグリ石が積層されることにより形成されたものであってもよい。

また、本発明において、前記農業用ハウス内には、複数の植物配置部及びグリ石層が、それぞれの長手方向が互いに略平行となるように配置されており、前記地中パイプからの空気を各グリ石層内に送るための供給パイプは、前記複数の各グリ石層中に、それぞれ、各グリ石層の長手方向に沿うように配置された細長い各枝パイプであって、自らの内部の空気を各グリ石層中にそれぞれ放出するための複数の穴が形成されている各枝パイプと、前記地中パイプで熱交換された空気を取り込んで前記各枝パイプにそれぞれ供給する幹パイプであって、前記各枝パイプに対してそれぞれ交差する方向に延びるように地中に配置され且つ前記各枝パイプとそれぞれ空気流通可能に接続されている幹パイプとから構成されているようにしてもよい。

さらに、本発明において、前記グリ石層は、前記の細長い各植物配置部の下方の地中にそれぞれ形成された各溝と、この各溝の上にそれぞれ配置された柔軟性シートと、前記柔軟性シートの上にそれぞれ積層、配置された多数のグリ石とにより構成されているものでもよい。

本発明においては、前記地中パイプ中で地中熱と熱交換された空気は供給パイプからグリ石層へ送られグリ石層から放出されるが、この放出された空気（戸外からの空気が地中熱と熱交換されたもの）は、前記カバーにより、前記植物配置部の板状部分（複数の通気孔が形成されたもの）の下方に向けて又は前記植物配置部上の植物の方に向けて、それ以外の他の方向に放散、散逸することなく効率的に導かれ供給されるようになっている。よって、本発明によれば、地中熱と熱交換された空気（夏季は地中熱で冷やされ冬季は地中熱で暖められた、戸外からの空気）を、直接的に又はより効率的に農業用ハウス内の植物配置部上の各植物に導き供給することができるので、農業用ハウス内を温度調節のために締め切った状態にしたままでも前記空気（外気）の取り込みによる十分な換気を確保しつつ、夏季は地中熱による冷熱を冬季は地中熱による暖熱を利用して、農業用ハウス内における栽培用植物の成長の促進又は生育期間の調整を行うことができるようになる。

特に本発明において前記の「グリ石層と植物配置部の板状部分との間の空間（の植物配置部の長手方向に沿う両側面）を覆うカバー」を備えるようにしたときは、グリ石層から放出される空気は、前記「カバー」により、効率的に（前記空気が前記空間の両側面の外側に容易に飛散・散逸することなく）、植物配置部の板状部分の方向へ導かれるので、前記グリ石層からの空気の大部分を、前記植物配置部の板状部分の下方から前記通気孔を介して、前記板状部分上に配置された各植物の方向に移動させ各植物に供給できるようになる。

特に本発明において前記の「グリ石層の上方、植物配置部、及び各植物を含む空間（の植物配置部の長手方向に沿う両側面）を覆うカバー」を備えるようにしたときは、グリ石層から放出される空気は、前記「カバー」により、効率的に（前記空気が前記空間の両側面の外側に容易に飛散・散逸することなく）、各植物の方向へ導かれるので、前記グリ石層からの空気の大部分を、前記植物配置部上の各植物の方向に移動させ各植物に供給できるようになる。

また、本発明において、地中パイプ中で地中熱と熱交換された空気を、まず幹パイプを介して各枝パイプへ送り、更に各枝パイプから各グリ石層へ送るようにしたときは、農業用ハウス内に複数の各植物配置部及び各グリ石層を互いに略平行に配置したときでも、地中パイプ中で熱交換された空気を効率的に複数の各グリ石層内へ（さらに各グリ石層内から各植物配置部上の植物へ）供給できるようになる。

また、本発明において、前記各グリ石層を、前記の細長い各植物配置部の下方の地中にそれぞれ形成された各溝上に柔軟性シートを配置し、この各柔軟性シートの上に多数のグリ石を積層、配置することにより構成したときは、前記溝内への多数のグリ石の設置又は撤去の作業性を大幅に向上させることができる。

さらに、本発明において、前記カバーを断熱性を有する素材により構成するようにしたときは、グリ石層から放出される空気に含まれる地中熱を「グリ石層と植物配置部の板状部分との間の空間」又は「グリ石層の上方、植物配置部、及び各植物を含む空間」の中に保持し続ける（前記地中熱が前記空間の外側に容易に散逸しないようにし続ける）ことができるので、前記地中パイプで収集した地中熱を植物の栽培のためにより効率的に活用できるようになる。

本発明の実施形態１に係る地中熱を利用した農業用ハウス内物栽培システムの全体構成と夏季の動作を説明するための側断面図である。本実施形態１の全体構成と冬季の動作を説明するための側断面図である。本実施形態１の全体構成を示す平断面図である。本実施形態１におけるグリ石層及び供給パイプの構成を示す縦断面図である。本実施形態１におけるグリ石層及び供給パイプの構成を示す一部に断面を含む斜視図である。本実施形態１における植物配置部などの構成を示す斜視図である。本実施形態１の動作を説明するための模式図である。本実施形態１の変形例とその動作を説明するための模式図である。本発明の実施形態２に係る地中熱を利用した農業用ハウス内物栽培システムの全体構成と動作を説明するための側面図である。本実施形態２の動作を説明するための模式図である。（ａ）本発明の実施形態３に係る地中熱を利用した農業用ハウス内物栽培システムを説明するための模式図、（ｂ）は本実施形態３の変形例を説明するための模式図である。（ａ）本発明の実施形態４に係る地中熱を利用した農業用ハウス内物栽培システムを説明するための模式図、（ｂ）は本実施形態４の変形例を説明するための模式図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１〜３は、本発明の一実施形態に係る地中熱を利用した農業用ハウス内物栽培システムの全体構成と動作を説明するための図であって、図１及び図２はそれぞれ夏季及び冬季の動作を示している。

図１〜３において、１は例えば鉄パイプとビニールシートなどにより形成される公知の農業用ハウスであって全体として図面における奥行き方向に細長く延びている形状を有する農業用ハウス、３は植物を配置・栽培するために使用される略長方形の平面を有する複数の植物配置台である。前記各植物配置台３は、前記農業用ハウス１の長手方向に沿って並べられることにより、農業用ハウス１内においてその長手方向に沿って延びる植物配置部（本発明の実施形態２に関する図９の符号２を参照）を形成するものである。本実施形態１では、図１，２に示すように、農業用ハウス１内において、植物配置部が、計４列、互いに略平行に配置されている。また各植物配置部を構成する前記複数の各植物配置台３上には、内部に土壌と植物４ａを収容する植物栽培用ポット４が配置されている。

また図１〜３において、５は前記４列の植物配置部の下方にそれぞれこれと対向するように形成されたグリ石層、６は前記４列の各グリ石層５の略中央部分にそれぞれ前記各グリ石層５と略平行に延びるように配置されその外周部に複数の通気孔（図４の符号６ａ参照）が形成されている枝パイプ、７は前記各枝パイプ６と交差（本実施形態では略直交）するように配置され前記各枝パイプ６とそれぞれ空気流通可能に接続された幹パイプである。

また図１〜３において、８は地中の３〜８ｍ例えば５ｍの深さまで埋設された地中パイプである。本実施形態１では、前記地中パイプ８は、上端が開口され下端部８ｃが閉塞されている外側パイプ８ａとその内側に配置される下端が開口されている内側パイプ８ｂとの二重管構造となっている。この地中パイプ８は実際には図３に示すように農業用ハウス１の外側の２箇所にそれぞれ設置されている。

また、図１〜３において、９は、前記地中パイプ８の内側パイプ８ｂ内を上昇してきた空気を、内側パイプ８ｂの上端部８ｄと接続されたパイプ１１を介して幹パイプ７に送るための送風機である。また１０は、前記パイプ１１と送風機９との間に介設されたダンパであって、冬季の間だけ農業用ハウス１の屋根側空間１２（屋根とその下側に屋根と略平行に張り渡されたビニールシートとの間の空間）中の太陽熱で暖められた空気をパイプ１３（図２参照）を介して（前記内側パイプ８ｂからの空気と共に）前記幹パイプ７に送るためのダンパである。

また図４は、前記のグリ石層５、幹パイプ７及び枝パイプ６の関係を示す側断面図である。図４（及び図３）に示すように、前記地中パイプ８からの空気を供給する幹パイプ７（例えば２５０ｍｍ径のストレートパイプ）は、グリ石層５及び枝パイプ６と略直交するように配置されている。枝パイプ６（例えば１００ｍｍ径のネトロン通風パイプ）は、グリ石層５の中にこれと略平行に延びるように配置されている。幹パイプ７内の空気は、これと接続された枝パイプ６に供給される。そして、枝パイプ６にはその外周部に複数の通気孔６ａが形成されているので、枝パイプ６内に供給された空気は通気孔６ａを介してグリ石層５内に放出される。前記グリ石層５は、地中に掘られた溝５ａ内に、多数のグリ石５ｂが配置・積層されて成るものであり、前記枝パイプ６から放出された空気に含まれる地中熱を蓄熱する機能を有している。グリ石層５内の空気はグリ石層５内から植物配置部２の方向に向けて徐々に放出されていく。なお図４において、１４は、前記幹パイプ７と枝パイプ６の接続作業及び前記接続した部分の点検・保守作業などのためにグリ石層５中に形成された空洞部（グリ石５ｂが積層されていない部分）である。

また図５は、前記のグリ石層５の構成を説明するための図である。図５に示すように、本実施形態１では、地中に形成された溝（前記の植物配置部と対向するようにこれに沿って細長く形成された溝）５ａの上に柔軟なシート、例えばビニールシート１５が配置され、このビニールシート１５の上に多数のグリ石５ｂが積層されて成るものである。前記ビニールシート１５は、前記溝５ａ内への多数のグリ石５ｂの設置作業や前記溝５ａ内からの多数のグリ石５ｂの撤去作業などの作業性を向上させるために設置されている。

また図６及び図７は、前記の植物配置部（これを構成する複数の植物配置台３）及びグリ石層５の構成などを説明するための図である。図６，７に示すように、植物配置台３は、基本的に、複数の植物栽培用ポット４を載置する平面部３ａとこれを支持する脚部３ｂとから構成されている。このような複数の植物配置台３が互いに連なるように配置されることにより、全体として細長い植物配置部（実施形態２に関するものであるが図９の符号２参照）が形成されている。

また、複数の各植物配置台３の平面部３ａの互いに隣接する縁部３ｃ，３ｄの中の一方の縁部３ｃには、図６に示すような「さね（実）」１６が一体的に形成され又は外付けにより取り付けられている。前記「さね（実）」１６は、前記の複数の植物配置台３の相互の連接（連結）を容易にするために設けられたものであって、互いに隣接する各植物配置台３の平面部３ａの縁部３ｃ，３ｄが互いに対向・当接し易くなるように、各植物配置台３の平面部３ａの一方の縁部３ｃに形成された断面が略「く」の字状の部分である。

また本実施形態１では、図６に示すように、前記各植物配置台３の平面部３ａに多数の通気孔１７が形成されている。また、図６に示すように、前記の各縁部３ｃ，３ｄが互いに連接される多数の各植物載置台３の側方の各縁部３ｅ，３ｆ（各植物載置台３が互いに対向・隣接する各縁部３ｃ，３ｄを繋ぐ方向と略直交する方向に延びる各縁部３ｅ，３ｆ）には、それぞれ、空気の流通を妨げるシート例えばビニールシートにより形成されたカバー１８が、前記各縁部３ｅ，３ｆからそれぞれ地面まで垂れ下がるように、取り付けられている。これらのカバー１８は、その各上端がそれぞれ各植物配置台３の前記各縁部３ｅ，３ｆに取り付けられているため、植物配置部の両側の側方の全体に渡って前記カバー１８が取り付けられ、且つそれが地面まで垂れ下がるように配置されている。

その結果、前記グリ石層５と前記植物配置部との間の空間は、その植物配置部の長手方向に沿う両側面を覆うカバー１８と前記各植物配置台３の平面部３ａとによりほぼ塞がれた略トンネル状の空間となるように形成されている。よって、本実施形態１によるときは、前記グリ石層５からの空気（地中熱を取り込んだ空気）を各植物配置台３の平面部３ａの下面側に向けて効率的に（前記空気を前記グリ石層５と各植物配置台３との間の空間からその外側に飛散・散逸させることなく）供給し、前記平面部３ａの通気孔１７を介して前記ポット４内の植物４ａに供給することができる。

よって、本実施形態１では、図７に示すように、前記グリ石層５から放出される空気（地中熱と熱交換された空気）は、前記カバー１８により、前記グリ石層５と各植物配置台３の平面部３ａとの間の空間の外側に飛散・散逸することなく効率的に、前記各植物配置台３の平面部３ａの底面側に向かって導かれ、さらに、前記各平面部３ａに形成された複数の通気孔１７を介して前記各ポット４内の栽培用植物４ａに供給される。

次に本実施形態１の全体の動作を簡単に説明する。前記送風機９が駆動されると、図１，２に示すように、戸外からの空気が地中パイプ８中の外側パイプ８ａの上端と内側パイプ８ｂとの間の隙間から流入し、外側パイプ８ａと内側パイプ８ｂとの間の隙間を下降する（図１，２の矢印Ａ参照）が、この過程で前記空気が地中熱と熱交換される。この熱交換された空気は、外側パイプ８ａの下端部８ｃに衝突し、そこで折り返して内側パイプ８ｂ内を上昇し（図１，２の矢印Ｂ参照）、さらに内側パイプ８ｂの上端部８ｄから、パイプ１１、ダンパ１０及び送風機９を介して、幹パイプ７に送られる（なお冬季においては、前記ダンパ１０の作用により、農業用ハウス１の屋根近傍の空間１２において太陽熱で加温された空気も、パイプ１３を介して、幹パイプ７に送られる）。

前記幹パイプ７に送られた空気は、幹パイプ７と接続された複数の枝パイプ６にそれぞれ送られ、各枝パイプ６の複数の穴６ａ（図４参照）からグリ石層５内に放出される。このグリ石層５内に放出された空気は、そこから上方に放出され（図１，２及び７の矢印Ｄ参照）、各植物配置台３の平面部３ａの下方に移動する。このとき、前述のように、グリ石層５と各植物配置台３の平面部３ａとが互いに対向する空間は、前記植物配置部の長手方向に沿う両側面が前記カバー１８により覆われているので、前記グリ石層５から上昇する空気は、前記空間の外側に飛散・散逸することなく各植物配置台３の平面部３ａの下方に効率的に移動する。そして、前記の各植物配置台３の平面部３ａの下方に移動した空気は、前記各平面部３ａの通気孔１７（図６，７参照）から上方に移動して植物４ａに供給される。

このように、本実施形態１においては、グリ石層５と各植物配置台３の平面部３ａとの間の空間の前記両側面が、前記カバー２３により覆われているので、グリ石層５から上昇する空気が、前記空間の外側に飛散・散逸することなく極めて効率的に各植物配置台３の平面部３ａ上の植物４ａに供給され、植物４ａの成長が促進される（又は植物４ａの生育期間が調整される）。

なお、図８は本実施形態１における前記カバー１８の変形例を示すものである。この変形例では、前記の各植物配置台３の各両縁部３ｅ，３ｆに各上端が取り付けられる各カバー１８（図７参照）に代えて、前記各植物配置台３の平面部３ａの下面の前記各両縁部３ｅ，３ｆの近傍部分に各上端が取り付けられるビニールシート製のカバー１９を備えるようにしている。この変形例においても、前記グリ石層５からの空気（地中熱を取り込んだ空気）を、前記各植物配置台３の平面部３ａの下面側に効率的に（前記空気を前記グリ石層５と植物配置台３の平面部３ａとの間の空間からその外側に飛散・散逸させることなく）供給して、前記平面部３ａの通気孔１７を介して前記ポット４内の植物４ａに供給することができる。また特にこの変形例では、図８に示すように図示左右の各カバー１９の上下方向の略中央部分が互いに近づくように（すなわち、前記空間の左右方向中央に近づくように）湾曲しているので、前記グリ石層５から前記各植物配置台３の平面部３ａの下面側への前記空気の供給がより効率的に行われるようになる。

〔実施形態２〕
次に図９，１０を参照して本発明の実施形態２を説明する。図９，１０において、図１〜８と共通する部分には同一の符号を付している。図９，１０において、１は鉄パイプとビニールシートなどから構成される公知の農業用ハウス、２はこの農業用ハウス２内において農業用ハウス２の長手方向と略平行に延びるように配置された植物配置部であって、栽培用植物４ａ及び土壌を収容する多数のポット４が配置される植物配置部（前記実施形態１で説明したように複数の植物配置台（図１の符号３参照）などにより構成される）、５は前記植物配置部２の下方に形成された地中の溝５ａ内に多数のグリ石が積層されて成るグリ石層である。

また図９において、２１はグリ石層５内においてグリ石層５の長手方向と略平行に延びる供給パイプであってその周囲に多数の穴（図示省略）が形成されている供給パイプ、２０は戸外からの空気を取り込むための外気導入口、８は農業用ハウス１内の地中に例えば５ｍ深さまで埋設された外側パイプ８ａ及び内側パイプ８ｂの二重管から成る地中パイプ、９は戸外の空気を地中パイプ８内に導入し地中パイプ８から更に供給パイプ２１を介してグリ石層５内に移送する（図９の矢印Ａ，Ｂ，及びＣ参照）ための送風機、１０は冬季において農業用ハウス１の屋根近傍の空間に在る太陽熱で温められた空気（図９の矢印Ｅ参照）を（前記地中パイプ８からの空気と共に）前記供給パイプ２１に供給するためのダンパ、１３は屋根近傍の空間とダンパ１０を結ぶパイプ、２２は前記地中パイプ８からの空気（及び前記屋根近傍の太陽熱で温められた空気）を植物供給用井戸水で熱交換してから前記供給パイプ２１に供給するための熱交換器、２４は排気ファンである。

また図１０において、２３は「グリ石層５、植物配置部２、及びその上のポット４及び植物４ａを含む空間」の少なくとも前記植物配置部２の長手方向に沿う両側面を覆う略ドーム状カバー（例えばビニールシートなどで形成されている）である。前記略ドーム状カバー２３は、図１０に示すように、前記空間の長手方向（前記植物配置部２の長手方向）と略直交する断面が楕円の円弧状に形成されている。前記略ドーム状カバー２３は、前記のグリ石層５から上昇する空気を前記空間の外側に飛散・散逸させることなく効率的に植物配置部２（図１０に示す各植物配置台３の平面部３ａ）上に配置された各植物４ａに供給するためのものである。

次に本実施形態２の全体の動作を簡単に説明する。前記送風機９が駆動されると、戸外からの空気が外気導入口２０から地中パイプ８内に流入され地中熱と熱交換される。この熱交換された空気は、送風機９により、ダンパ１０及び熱交換器２２などを介してグリ石層５内に埋設された供給パイプ２１に送られる（なお冬季においては、前記ダンパ１０の作用により、農業用ハウス１の屋根近傍の太陽熱で加温された空気も、前記パイプ１３、ダンパ１０及び送風機９などを介して、供給パイプ２１に送られる）。前記の供給パイプ２１に送られた空気は、供給パイプ２１に形成された複数の穴からグリ石層５内に放出され、さらにグリ石層５から上方に移動する。このとき、前述のように、グリ石層５と植物配置部２及びこれを構成する複数の各植物配置台３とその上の複数の植物４ａとを含む空間は、前記略ドーム状のカバー２３により覆われているので、前記グリ石層５から上昇する空気は、前記各植物配置台３に向かう方向以外の他の方向に散逸することなく効率的に、前記各植物配置台３の方向に移動し植物４ａへと供給されるので、植物４ａの成長が促進される（又は植物の生育期間が調整される）。

〔実施形態３〕
次に図１１を参照して本発明の実施形態３を説明する。本実施形態３の基本的構成は前記実施形態１と同様であるので、以下では異なる部分についてのみ説明する。前記実施形態１においてはグリ石層５は地中に掘られた溝５ａ内に多数のグリ石５ｂが積層されて成るものであったが、本実施形態３においては、図１１（ａ）に示すように、地面上に設置された仕切板２７に挟まれた細長い溝状の空間内に多数のグリ石２５ａが積層されることにより、グリ石層２５が形成されている。そして、地中パイプ８（図１，２参照）で熱交換された空気を供給する枝パイプ２６はこのグリ石層２５中に配置されている。本実施形態３では、このようにグリ石層２５を地上に設置するようにしたので、前記実施形態１のようにグリ石層５を形成するために地中に溝５ａを形成する必要がなくなり、グリ石層の設置のための手間とコストを大幅に低減できるようになる。なお、本実施形態３では、図１１（ａ）における「植物配置部２を構成する各植物配置台３の平面部３ａの両縁部３ｅ，３ｆから地上に延びるカバー１８（すなわち、グリ石層５と植物配置台３との間の空間の植物配置部２の長手方向に沿う両側面を覆うカバー１８）」に代えて、図１１（ｂ）に示すような「グリ石層５の上方と各植物配置台３とその上の各植物４ａとを含む空間の少なくとも植物配置部２の長手方向に沿う両側面を覆う略ドーム状カバー２３」を採用するようにしてもよい。

〔実施形態４〕
次に図１２を参照して本発明の実施形態４を説明する。本実施形態４の基本的構成は前記実施形態１と同様であるので、以下では異なる部分についてのみ説明する。前記実施形態１においては「植物配置部２を構成する各植物配置台３の平面部３ａの両縁部３ｅ，３ｆから地上に延びるカバー１８」は例えばビニールシートなどにより形成されていたが、本実施形態４においては、図１２（ａ）に示すような断熱材（例えばロックウールなどの公知の素材）で形成されたカバー２８が、植物配置部２を構成する各植物配置台３の平面部３ａの両縁部３ｅ，３ｆから地上に延びる（すなわち、グリ石層５と植物配置部２の平面部３ａとの間の空間の植物配置部２の長手方向に沿う両側面を覆う）ようにしている。本実施形態４では、このように前記カバー２８を断熱材で形成するようにしたので、前記グリ石層５から放出される空気が有する地中熱を前記カバー２８で覆われた空間内に安定的に保持させることができ、地中熱をより有効に活用できるようになる。なお、本実施形態４では、前記の図１２（ａ）における「植物配置部２を構成する各植物配置台３の平面部３ａの両縁部３ｅ，３ｆから地上に延びる、断熱材製のカバー２８」に代えて、図１２（ｂ）に示すような「グリ石層５の上方と各植物配置台３とその上の各植物４ａとを含む空間の少なくとも植物配置部２の長手方向に沿う両側面を覆う、断熱材製の略ドーム状カバー２９」を採用するようにしてもよい。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は前記の各実施形態として述べたものに限定されるものではなく、様々な修正及び変更が可能である。例えば、前記実施形態１においては、前記カバー１８（図１，２など参照）は、グリ石層５と各植物配置台３の平面部３ａとの間の空間の植物配置部２の長手方向に沿う両側面のみを覆うようにしているが、本発明においては、グリ石層５と各植物配置台３の平面部３ａとの間の空間の植物配置部２の全体を覆う（すなわち、グリ石層５と各植物配置台３の平面部３ａとの間の空間の、植物配置部２の長手方向に沿う両側面だけでなく、植物配置部２の長手方向における両端部をも覆う）ようにしてもよい。また、前記実施形態２においては、前記カバー２３（図９参照）は、グリ石層５の上方と植物配置部２とその上の各植物４ａとを含む空間の植物配置部２の長手方向に沿う両側面のみを覆うようにしているが、本発明においては、グリ石層５の上方と植物配置部２とその上の各植物４ａを含む空間の全体を覆う（すなわち、グリ石層５の上方と植物配置部２とその上の各植物４ａとを含む空間の、植物配置部２の長手方向に沿う両側面だけでなく、植物配置部２の長手方向における両端部をも覆う）ようにしてもよい。

１農業用ハウス
２植物配置部
３植物配置台
３ａ平面部
３ｂ脚部
３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ縁部
４ポット
４ａ植物
５，２５グリ石層
５ａ，２５ａ溝
５ｂグリ石
６，２６枝パイプ
６ａ穴
７幹パイプ
８地中パイプ
８ａ外側パイプ
８ｂ内側パイプ
８ｃ下端部
８ｄ上端部
９送風機
１０ダンパ
１１，１３パイプ
１２屋根側空間
１５ビニールシート
１７通気孔
１８，１９，２３，２８，２９カバー
２０外気導入口
２１供給パイプ
２２熱交換器
２７仕切板

Claims

農業用ハウス内に配置された、全体として細長い形状の植物配置部であって、栽培用の植物又はこれを収容する容器が配置される板状部分を含む植物配置部と、
農業用ハウスの外部又は内部の地中に埋設され、外部から導入した空気を地中熱と熱交換する地中パイプと、
前記植物配置部の下方にこれに沿うように配置された供給パイプであって、前記地中パイプからの空気を、自ら（供給パイプ）の内部に導入して流通させながら、自らの側面に形成された複数の通気孔から外部に放出する供給パイプと、
前記植物配置部の下方にこれに沿うように配置され、前記供給パイプの周囲を囲むように積層された多数のグリ石から成り、且つ自ら（グリ石層）の上面側が「自らと前記植物配置部との間の空間」に露出しているグリ石層であって、前記供給パイプの各通気孔から放出された空気を、自らの内部において流通させた後に、自らの上面側から「自らと前記植物配置部との間の空間」に直接に放出するグリ石層と、
前記グリ石層の上面側から放出された空気が前記植物配置部の前記板状部分の下方に移動し易くなるように設けられたカバーであって、前記グリ石層と前記植物配置部との間の空間の少なくとも前記植物配置部の長手方向に沿う両側面を覆うカバーと、
を備え、前記植物配置部の板状部分には、前記板状部分の下方まで移動した前記グリ石層からの空気を、前記板状部分の下方から前記板状部分の上方の植物に供給するための複数の通気穴が形成されている、地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システム。
農業用ハウス内に配置された、全体として細長い形状の植物配置部であって、栽培用の植物又はこれを収容する容器が配置される板状部分を含む植物配置部と、
農業用ハウスの外部又は内部の地中に埋設され、外部から導入した空気を地中熱と熱交換する地中パイプと、
前記植物配置部の下方にこれに沿うように配置された供給パイプであって、前記地中パイプからの空気を、自ら（供給パイプ）の内部に導入して流通させながら、自らの側面に形成された複数の通気孔から外部に放出する供給パイプと、
前記植物配置部の下方にこれに沿うように配置され、前記供給パイプの周囲を囲むように積層された多数のグリ石から成り、且つ自ら（グリ石層）の上面側が「自らと前記植物配置部との間の空間」に露出しているグリ石層であって、前記供給パイプの各通気孔から放出された空気を、自らの内部において流通させた後に、自らの上面側から「自らと前記植物配置部との間の空間」に直接に放出するグリ石層と、
「前記グリ石層の上面側、前記植物配置部、及び前記植物配置部上に配置された各植物の周囲を含む空間」の少なくとも前記植物配置部の長手方向に沿う両側面側を覆うカバーであって、前記グリ石層の上面側から放出された空気が、前記植物配置部上に配置された植物の周囲まで移動するようにし且つ前記植物の周囲から前記空間の外側には容易に飛散・散逸しないようにするカバーと、
を備えたことを特徴とする、地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システム。
前記グリ石層は、地面上に設置された仕切板により仕切られた細長い仕切り空間内に多数のグリ石が積層されることにより形成されたものである、請求項１又は２に記載の地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システム。
前記農業用ハウス内には、複数の植物配置部及びグリ石層が、それぞれの長手方向が互いに略平行となるように配置されており、
前記地中パイプからの空気を各グリ石層内に送るための供給パイプは、前記複数の各グリ石層中に、それぞれ、各グリ石層の長手方向に沿うように配置された細長い各枝パイプであって、自らの内部の空気を各グリ石層中にそれぞれ放出するための複数の穴が形成されている各枝パイプと、前記地中パイプで熱交換された空気を取り込んで前記各枝パイプにそれぞれ供給する幹パイプであって、前記各枝パイプに対してそれぞれ交差する方向に延びるように地中に配置され且つ前記各枝パイプとそれぞれ空気流通可能に接続されている幹パイプとから構成されている、請求項１から３までのいずれかに記載の地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システム。
前記グリ石層は、前記の細長い各植物配置部の下方の地中にそれぞれ形成された各溝と、この各溝の上にそれぞれ配置された柔軟性シートと、前記柔軟性シートの上にそれぞれ積層、配置された多数のグリ石とにより構成されている、請求項１から４までのいずれかに記載の地中熱を利用した農業用ハウス内植物栽培システム。